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Bei der Strahlentherapie werden radioaktive oder ionisierende Strahlen auf den Tumor gerichtet, wodurch Zellen, die sich schnell teilen (z. B. Krebszellen) im bestrahlten Bereich geschädigt werden. Ziel der Strahlentherapie ist die Zerstörung von Tumorzellen bei gleichzeitiger Schonung gesunder Körperzellen. Die Empfindlichkeit von Zellen gegenüber ionisierenden Strahlen hängt im Allgemeinen von drei Faktoren ab: (1) der zellulären Sauerstoffversorgung (je besser durchblutet/sauerstoffreicher der Tumor ist, desto besser wirkt die Strahlentherapie), (2) der Phase des Zellzyklus, in der sich die Zellen während der Bestrahlung befinden (Zellen reagieren bei der Teilung empfindlicher auf Schäden) und (3) die Fähigkeit der Zellen, Schäden zu reparieren (Krebszellen sind weniger in der Lage, DNA-Läsionen zu reparieren als gesunde Zellen). Um alle Zellen in der Teilungsphase zu erwischen, muss das Krebsgewebe mehrfach bestrahlt werden.

Das Therapieprinzip der Strahlentherapie besteht darin, die gesamte Strahlenmenge in mehrere Dosen (Fraktionen) aufzuteilen. Diese Aufteilung der Dosis führt zu einer besseren Tumorreaktion, während die Funktionalität des gesunden Gewebes erhalten bleibt.

Fraktionierung

Generell gilt: Je größer die Anzahl der Fraktionen, desto höher kann die verabreichte Gesamtdosis sein und gleichzeitig ist das Risiko verzögerter Nebenwirkungen geringer. Diese Art von Protokoll wird für kurative Behandlungen (die eine Heilung zum Ziel haben) bevorzugt. Abhängig von der Situation des Tieres kann sich der Strahlentherapeut für die konventionelle Fraktionierung, Hyperfraktionierung oder Hypofraktionierung entscheiden:

Konventionell und Hyperfraktionierung: Hierbei handelt es sich um einen Behandlungsplan, der durch niedrigere Dosen und einer höheren Anzahl an Behandlungssitzungen im Vergleich zur Hypofraktionierung gekennzeichnet ist. Kurzfristig besteht ein höheres Risiko für Nebenwirkungen auf angrenzendes Gewebe, langfristig jedoch ein geringeres Risiko. In der Veterinärmedizin werden Dosen in 12 bis 16 Sitzungen (konventionelle Fraktionierung) oder 18 bis 20 Sitzungen (Hyperfraktionierung) mit 3 bis 5 Sitzungen pro Woche über 3 bis 4 Wochen verabreicht. Je nach Fall des Tieres kann ein anderer Ansatz gewählt werden. Beispielsweise kann bei aggressiveren Tumoren eine höhere Dosis über die konventionelle Fraktionierung verabreicht werden, wohingegen bei Gefährdung bestimmter Organe oder bei Jungtieren eine niedrigere Dosis pro Sitzung sinnvoller sein kann (Hyperfraktionierung).
Hypofraktionierung: Dieses Behandlungsschema zeichnet sich durch höhere Dosen und eine geringere Anzahl an Behandlungssitzungen aus. Kurzfristig besteht ein geringeres Risiko für Nebenwirkungen, langfristig jedoch ein höheres Risiko. Sie wird hauptsächlich bei Patienten mit Metastasen durchgeführt (palliative Behandlung) oder wenn eine operative Entfernung des Tumors nicht möglich ist. Die Dosen werden in 2 bis 5 Sitzungen mit 1 Sitzung pro Woche über 1 bis 4 Wochen verabreicht.

Einsatz von Strahlentherapie

Die Strahlentherapie kann als alleinige Behandlungsoption oder in Kombination mit anderen Therapien eingesetzt werden.

Als alleinige Behandlung: Mit der Strahlentherapie können verschiedene strahlenempfindliche Tumoren an oberflächlichen und tiefer gelegenen Stellen behandelt werden. Mit modernster Technik und hochpräzisen Planungstechniken, die inzwischen in mehreren Zentren verfügbar sind, gibt es immer mehr Anwendungen für die Strahlentherapie als alleinige Behandlung – also ohne Operation (z. B. bei Kopf-Hals-Tumoren (im Mund, in der Nase und in der Schilddrüse), Tumoren des zentralen Nervensystems (im Gehirn und Rückenmark), Herzbasistumoren, Nebennierentumoren, Blasen- und Prostatatumoren...).
Als ergänzende Behandlung: Strahlentherapie kann zusammen mit oder anstelle einer Chemotherapie oder nach einer Operation eingesetzt werden. Wenn vor der Operation eine Strahlentherapie verabreicht wird, wird der Tumor stärker mit Sauerstoff versorgt und reagiert daher besser auf die Strahlentherapie. Wenn die Tumorregion vor der Operation bestrahlt wurde, verringert sich darüber hinaus das Risiko einer Tumorausbreitung als mögliche Folge chirurgischer Eingriffe. Allerdings ist eine Bestrahlung vor der Operation nicht immer möglich oder sinnvoll. Mögliche Nachteile sind Komplikationen bei der Wundheilung und eine Verzögerung des chirurgischen Eingriffs. Auch während einer Operation kann eine Strahlentherapie durchgeführt werden, um eventuell verbliebene Krebszellen zu zerstören. Das bedeutet, dass vor dem Nähen der Haut das Tumorbett bestrahlt wird. Diese Technik wird zunehmend in der Humanmedizin eingesetzt; Es ermöglicht die Zerstörung eines Teils der Krebszellen, die nach der Tumorentfernung möglicherweise verblieben sind. Darüber hinaus könnte diese Technik eine lokale immunmodulatorische Wirkung haben, das heißt, das körpereigene Immunsystem gegen die Krebszellen aktivieren.

Eine Strahlentherapie führt zur Schrumpfung oder im besten Fall zur vollständigen Zerstörung des Tumors. Einige Tumorarten, wie zum Beispiel Lymphome, reagieren sehr empfindlich auf Strahlentherapie und können innerhalb weniger Tage verschwinden, während die meisten Tumorarten innerhalb von 4 bis 12 Wochen auf Strahlentherapie ansprechen.

Arten der Strahlentherapie

Strahlentherapie mit kurativer Absicht (= den Tumor ganz zu heilen) wird typischerweise über 3 bis 4 Wochen mit 3 bis 5 Sitzungen pro Woche verabreicht (durchschnittlich 12–20 Behandlungssitzungen). Im Gegensatz dazu dient die palliative Strahlentherapie vor allem dazu, die Lebensqualität zu verbessern, Schmerzen zu lindern und den Klinikaufenthalt möglichst kurz zu halten. Dieser Ansatz wird z.B. zur Behandlung von Tumoren verwendet, die operativ nicht entfernt werden können, wenn mehrere Anästhesiesitzungen nicht möglich sind oder bei Metastasen. Da der Patient während der Bestrahlung absolut stillhalten muss, wird das Tier für die Behandlungssitzung sediert. Die Behandlung selbst dauert in der Regel nur wenige Minuten.

Es gibt 3 Hauptarten der Strahlentherapie: Ortho-/Megavolt-Strahlentherapie, brachy- oder Curietherapie, und metabolische Strahlentherapie.

Ortho-/Megavolt-Strahlentherapie (externe Bestrahlung)

Bei der externen Bestrahlung erzeugen Maschinen Röntgenstrahlen, die das Gewebe durchdringen.

Orthovoltage (von Röntgenröhren erzeugte Röntgenstrahlen mit niedriger Energie):

Ein einzelner Strahl liefert die Dosis, während für die Megavoltage mehrere Strahlen verwendet werden. Orthovolt- Strahlung eignet sich sehr gut für Oberflächen oder Tumore, die in der Haut oder Schleimhäuten (= in geringer Tiefe) liegen. Die Orthovolt-Strahlentherapie kann während einer Operation (intraoperative Strahlentherapie) eingesetzt werden, z.B. im Falle eines Rückfalls eines aggressiven Tumors oder wenn ausreichende Operationsränder nur schwer zu erreichen sind. Die Bestrahlung des Operationsfeldes erfolgt nach der Tumorentfernung, jedoch vor dem Wundverschluss (Nähen der Wunde). Auf diese Weise werden potenziell verbleibende Krebszellen zerstört, was die Wahrscheinlichkeit eines Rückfalls verringert. Die Bestrahlung verringert außerdem die Produktion von Wachstumsfaktoren und regt das Immunsystem zur Bekämpfung von Krebszellen an. Die Bestrahlung der Operationsstelle kann die Anzahl postoperativer Strahlentherapiesitzungen reduzieren oder diese sogar ersetzen (besonders interessant für Tiere, bei denen die Anzahl der Anästhesien begrenzt bleiben sollte, wie z. B. bei einem Hund mit Herzinsuffizienz, oder wenn ein wiederholter Transport nicht möglich ist).

Megavoltage (hochenergetische Röntgenstrahlen oder Elektronen, die von Linearbeschleunigern erzeugt werden):

Die Strahlen dringen tiefer in das Gewebe ein als bei der Orthovoltage. Bei Megavolt-Bestrahlung wird ein geringerer Prozentsatz der Dosis an die Haut abgegeben, was zu weniger Hautschäden führt. Megavoltage eignet sich sowohl für oberflächliche als auch für tiefer liegend Tumoren. Erwähnenswert ist, dass der Teil der Maschine, der Megavoltstrahlen aussendet, an einem Arm montiert ist. Dieser kann um 360° um das Tier gedreht werden, wodurch der Tumor aus mehreren Richtungen bestrahlt werden kann. Die Megavolt Bestrahlung ermöglicht außerdem eine an die Form des Tumors angepasste Dosisverteilung, wohingegen die Orthovolt Bestrahlung nur eine geringe Flexibilität bei der Dosisverteilung zulässt.

Bei Tumoren, die tief liegen oder sich an einer anatomisch komplexen Stelle befinden, muss ein Scan durchgeführt werden, der die genaue Lage und Größe des Tumors aufzeichnet. Diese Scanbilder werden dann zur Erstellung eines Bestrahlungsplans verwendet. Linearbeschleuniger können mit verschiedenen Planungstechniken (3D-CRT, IMRT/VMAT, SRT) ausgestattet sein, die eine präzise Modellierung des Tumors ermöglichen (nicht alle Linearbeschleuniger verfügen über diese technischen Fähigkeiten). Das bedeutet, dass auf Basis des gewonnenen Tumormodells eine noch präzisere Bestrahlung des Tumors möglich ist und umliegendes gesundes Gewebe noch besser geschont werden kann. Alle Planungstechniken erfordern eine präzise Positionierung des Tieres: Das Tier muss für die Bildgebung exakt gleich positioniert werden, wie bei den anschließenden Behandlungen.

3D-CRT und IMRT: Bei beiden Planungstechniken werden der Tumor und normale Organe anhand des CT-Scans in 3D dargestellt und die Position des Arms der Bestrahlungseinheit wird während einer Behandlung mehrmals verändert, sodass die Strahlen aus unterschiedlichen Richtungen auf den Patienten abgegeben werden. Die intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT) ermöglicht eine stärkere Feinabstimmung der Strahlendosis als die 3D-konforme Strahlentherapie (3D-CRT) (in zehn bis 25 Behandlungssitzungen). Bei der IMRT werden die Strahlen rasterartig unterteilt, sodassaus dem einen großen Strahl viele kleinere Strahlen entstehen. Dieses Vorgehen trägt dazu bei, das gesunde Gewebe zu schützen. Folglich sind IMRT-Techniken deutlich komplexer als 3D-CRT und erfordern die enge Zusammenarbeit und das Fachwissen eines entsprechend ausgebildeten multidisziplinären Teams (die aus Radioonkologen, Radiologen, qualifizierten Strahlentherapietechnikern und Medizinphysikern bestehen können). Für beide Planungstechniken muss der Tumor nicht unbedingt klare Grenzen haben.
SRT: Die stereotaktische Strahlentherapie (SRT) basiert auf einer ähnlichen Planungstechnik wie IMRT/VMAT, verwendet jedoch viel engere Abstände zum Tumor. Es bestrahlt den Tumor aus vielen verschiedenen Winkeln rund um den Körper. Die Strahlen treffen am Tumor zusammen. Dies bedeutet, dass der Tumor eine hohe Strahlendosis erhält (in ein bis fünf Behandlungssitzungen) und die umliegenden Gewebe eine viel geringere Strahlendosis erhalten. SRT wird nur zur Behandlung gut abgegrenzter Tumoren und nicht zur Behandlung von Resttumorgewebe eingesetzt. Aus praktischer Sicht minimiert die SRT die Anzahl der erforderlichen Anästhesieepisoden bei älteren und manchmal geschwächten Hunden und ist im Allgemeinen für den Hundebesitzer bequemer.

Der Spezialist für tierärztliche Strahlentherapie entscheidet anhand der Größe und Ausdehnung des Tumors, der Art des Tumors und der Lokalisation, welche Behandlung für Ihren Hund am besten geeignet ist.

Brachy- oder Curietherapie

Die Strahlungsquelle (radioaktive Nadeln oder Perlen) wird vom Chirurgen direkt im oder in unmittelbarer Nähe des Tumors platziert. Auf diese Weise wird hauptsächlich das Tumorgewebe bestrahlt und so wenig wie möglich des umgebenden gesunden Gewebes. Da diese Nadeln oder Perlen nur über eine sehr begrenzte Entfernung bestrahlen (bei einem Abstand von 5 mm ist die Strahlungsintensität vernachlässigbar), eignet sich diese Art der Strahlentherapie sehr gut für die Bestrahlung von Hohlorganen (Nasenhöhle, Harnröhre, Dickdarm, usw.) und für Tumoren in der Nähe wichtiger Strukturen wie dem Auge, der Lunge oder dem Darm. Aufgrund der geringeren Strahlung auf gesundes Gewebe sind auch die Nebenwirkungen geringer. Diese Art der Strahlentherapie erfordert in der Regel einen Krankenhausaufenthalt von einigen Tagen, abhängig von der verwendeten Verabreichungsmethode. Der Ablauf hängt von dem zu behandelnden Tumor, der Art des Implantats und der Strahlendosis ab. Das Einsetzen der Implantate erfolgt unter örtlicher Betäubung oder unter Vollnarkose. Diese Art der Strahlentherapie wird separat oder ergänzend zu einer Operation und/oder externen Bestrahlung eingesetzt.

Metabolische Strahlentherapie

Bei dieser Therapie wird ein Gewebe mit einem radioaktiven Molekül bestrahlt. In der Veterinärmedizin wird es vor allem bei Schilddrüsentumoren eingesetzt, da die meisten Schilddrüsentumoren Jodmoleküle anreichern. Bei der Strahlentherapie wird diese Eigenschaft ausgenutzt, indem radioaktive Jodmoleküle (I-131) in die Vene verabreicht werden. Das radioaktive Jod reichert sich in der Schilddrüse (Tumor) an, zerfällt und setzt dabei Strahlung frei. Dadurch werden die Schilddrüse und die Schilddrüsenkrebszellen sehr lokal bestrahlt. Die Behandlung erfordert einen Klinikaufenthalt von 7-21 Tagen (die Dauer des Krankenhausaufenthalts variiert von Land zu Land), da das radioaktive Jod auch über Harn und Kot ausgeschieden wird und somit für Menschen und Tiere, die mit dem Tier Kontakt haben, gefährlich sein können.

Strahlenempfindliche Tumorarten

Zu den Tumorarten, die im Allgemeinen strahlenempfindlich sind, gehören:

Hirntumore (Meningiom, Schwannom, Choroidplexustumor, Astrozytom, Gliom, Hypophysenmakroadenom und -adenokarzinom)
Nasentumore (hauptsächlich Lymphome, Sarkome, Karzinome)
Tumore in der Maulhöhle (akanthomatöse Epulis, Plattenepithelkarzinom, Fibrosarkom, Melanom)
Tumore an den Gliedmaßen/Körper (kleine Weichteilsarkome, Lymphom, Mastzelltumor, Ceruminaldrüsentumor, Schilddrüsenkarzinom, Blasentumor, Prostatatumor, perianales Adenom, Analbeutelkarzinom).

Die Bestrahlung wird auch als palliative Therapie bei Osteosarkomen eingesetzt, da sie eine sehr effiziente schmerzlindernde Wirkung hat.

Nebenwirkungen der Strahlentherapie

Die Nebenwirkungen der Strahlentherapie können schnell (akut) oder verzögert auftreten. Die Risiken und Vorteile für den einzelnen Patienten sollten vor der Behandlung mit dem Radioonkologen besprochen werden.

Akute Wirkungen

Akute Wirkungen treten vor allem bei sich schnell replizierendem Gewebe auf: Knochenmark, Epidermis, Zellen des Magen-Darm-Trakts, Schleimhäute (Entzündung) und Krebszellen. Die verabreichte Gesamtdosis, die Intensität der Dosis, die Menge und der Ort des behandelten Gewebes sind alles Faktoren, die die Nebenwirkungen auf gesundes Gewebe beeinflussen. Diese akuten Wirkungen treten bei einer Strahlentherapie mit kurativer Absicht auf, klingen aber mit der Zeit und bei entsprechender Behandlung ab. Entzündungen der Schleimhäute treten in der Regel innerhalb von 7 bis 10 Tagen nach Beginn der Behandlung auf, Entzündungen der Haut innerhalb von 12 bis 14 Tagen.

Nach einer Bestrahlung der Maulhöhle kann es zu einer akuten Entzündung der Schleimhäute kommen, die sich in Schmerzempfindlichkeit im Maul und verdickten Speichel äußert. Diese Symptome klingen meist innerhalb von zwei Wochen nach Ende der Behandlung ab. Es kann außerdem zu Rötungen der bestrahlten Haut, (vorübergehendem) Haarausfall, trockenen und feuchten Abschuppungen und/oder Schwellungen der Lippen kommen.
Nach der Bestrahlung der Nasenhöhle können die akuten Auswirkungen den oben genannten ähneln, aber da sich das Auge näher an der Bestrahlungszone befindet, kann es außerdem zu Entzündungen der Augenlider und Bindehäute, sowie zu trockenem Auge (reduzierter Produktion von Tränenflüssigkeit) kommen.
Nach einer Bestrahlung des Gehirns können akute Entzündungen im hinteren Maulraum, im Auge und im Ohr entstehen. Eine leichte bis mittelschwere Verschlimmerung der neurologischen Symptome ist häufig vorübergehend (tritt 3–16 Wochen nach der Behandlung auf), Die Zeit bis zur Besserung der durch den Tumor verursachten Symptome.
Bei Bestrahlung des Rumpfes oder der Extremitäten kann es 3-5 Wochen nach Beginn der Behandlung zu vorübergehendem Haarausfall, Veränderung der Haar- und/oder Hautfarbe, trockener oder feuchter Abschuppung (begleitet von Schmerzen und Juckreiz) kommen.
Bei Bestrahlung der Knochen kann es zu Entzündungen der Haut und einem erhöhten Frakturrisiko kommen. Da Knochentumoren den Knochen schwächen und die Strahlentherapie eine schmerzstillende Wirkung hat, kann der Hund die betroffene Pfote stärker beanspruchen. Dadurch kommt es zu einer erhöhten Belastung, die das Risiko eines Bruchs erhöht.
Eine Bestrahlung des Bauches kann zu Entzündungen der Schleimhäute führen. Eine Darmentzündung kann z.B. zu Durchfall führen.
Die Bestrahlung des Thorax wird häufig zur Linderung von Atembeschwerden eingesetzt. Zu den negativen Auswirkungen der Bestrahlung können Husten und schneller, unregelmäßiger Herzschlag gehören.

Spätfolgen

Spätfolgen treten vor allem in Geweben auf, die sich nur langsam regenerieren (z. B. Gehirn, Rückenmark, Muskeln, Knochen, Nieren und Lungen). Eine verzögerte oder späte Radiotoxizität kann während des gesamten Lebens des Tieres, auch mehr als 6 Monate nach der Therapie, auftreten. Da die Schäden oft irreversibel sind, ist die Strahlendosis, die verabreicht werden kann, begrenzt. Um die effizienteste Dosis zu berechnen, ist fast immer ein CT-Scan vor Beginn der Bestrahlung erforderlich.

Als Spätfolgen der Bestrahlung der Maulhöhle können die Bildung spröder und brüchiger Knochen (selten), Maultrockenheit aufgrund einer Funktionsstörung der Speicheldrüsen und Fisteln zwischen Nasen- und Maulhöhle auftreten.
Nach einer Bestrahlung der Nasenhöhle kann es zu Katarakt und Augenschäden kommen.
Nach der Bestrahlung des Gehirns kann es 6 Monate bis Jahre nach der Bestrahlung, abhängig von der verabreichten Dosis, dem Volumen und den verabreichten Fraktionen, zu einer Verschlechterung der bestrahlten Gehirnregion kommen.
Zu den Auswirkungen einer Thoraxbestrahlung kann Herzversagen gehören.